Podobnie jak na autostradach ruch nie przebiega płynnie, gdy „drogi” są uszkodzone, tak i w organizmie dochodzi do zakłóceń, gdy mikrotubule ulegają defektom. Te drobne rurkowate struktury pełnią ogromną rolę w cytoszkielecie – nadają mu stabilność i stanowią szlaki transportowe wewnątrz komórki.
Zespół biofizykówz Saarbrücken odkrył teraz nową funkcję białka mikrotubul, które nie tylko stabilizuje te struktury, lecz także wspiera naprawę uszkodzonych fragmentów. Swoje obserwacje naukowcy opisali w czasopiśmie Nature Physics.
To powszechny problem: Niemcom grozi utrata konkurencyjności na arenie międzynarodowej. Zniszczone tory kolejowe, zdewastowane drogi, liczne remonty – pociągi i ciężarówki pełne towarów docierają do celu powoli i okrężnymi drogami. Jak pięknie byłoby, gdyby w nocy zjawiła się brygada krasnoludków i naprawiła drogi oraz szyny, by transport mógł dotrzeć szybko do celu.
To, co w dużej skali szwankuje, w mikroskali działa zaskakująco dobrze. W ludzkich komórkach rurkowate struktury – mikrotubule – stanowią istotny element cytoszkieletu. Nadają komórkom stabilność i służą jako „drogi” dla transportu składników komórkowych tam, gdzie są potrzebne. Rolę ciężarówek i pociągów na tych mających zaledwie 25 nanometrów średnicy mikrotubulach odgrywają tzw. białka motoryczne, które przenoszą ładunek wzdłuż mikrotubul. Jeśli jednak mikrotubule zostają uszkodzone, białka motoryczne poruszają się po nich wolniej i mniej efektywnie.
Takie mikrouszkodzenia w organizmie nie są niczym niezwykłym – stale naprawiane są zniszczone komórki, niepożądane rozrosty czy mutacje. Jeśli jednak mechanizmy naprawcze zawiodą, mogą rozwinąć się choroby.
Mikrotubule nie stanowią tu wyjątku. Ich funkcja jest niezbędna – zarówno dla stabilności komórki, jak i dla sprawnego transportu wewnętrznego. Zespół prof. Laury Aradilli, kierującej katedrą biologii molekularnej komórki na Uniwersytecie Saary, zdefiniował na nowo rolę białka o nazwie Tau, które w szczególności w neuronach wiąże się z mikrotubulami. „Pomaga ono w zastępowaniu uszkodzonych fragmentów przez nowe elementy” – tłumaczy badaczka, opisując procesy, które jej doktorant Subham Biswas, wraz z innymi współpracownikami w Saarbrücken, Dreźnie i Grenoble, obserwował w symulacjach komputerowych.
„Do tej pory” – wyjaśnia Subham Biswas – „Tau było w literaturze uznawane jedynie za białko stabilizujące mikrotubule. My jednak zauważyliśmy, że pełni ono rolę swoistego dozorcy mikrotubul”.
Dzięki temu, że Tau ułatwia wbudowywanie nowych jednostek tubuliny w uszkodzone miejsca, białko to może mieć kluczowe znaczenie dla sprawnego przebiegu procesów komórkowych. „Zwłaszcza w neuronach, których mikrotubule tworzą bardzo długie wypustki, może to mieć ogromne znaczenie” – podsumowuje Laura Aradilla.
Odkryta przez Subhama Biswasa i jego współpracowników nowa funkcja Tau może stać się punktem wyjścia dla dalszych badań, także nad nowymi strategiami terapeutycznymi. Jeżeli udałoby się zwiększyć obecność Tau w komórkach, w których transport komórkowy po mikrotubulach staje się utrudniony, białko mogłoby wspomóc szybką naprawę uszkodzeń.
To jednak w praktyce znacznie trudniejsze niż w teorii.
Oryginalna publikacja:
Biswas, S., Grover, R., Reuther, C. i in. Tau accelerates tubulin exchange in the microtubule lattice. Nature Physics (2025).
https://doi.org/10.1038/s41567-025-03003-7
